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Embedded Computing for Advanced Signal Processing in Cars

Lokalisierungssysteme, z.B. für Fahrerassistenzsysteme oder zukünftig völlig autonom fahrende Fahrzeuge, sind heute bereits Standard in vielen Bereichen des industriellen und privaten Sektors. Insbesondere die Ortung von Objekten auf Grundlage von Radar- und Lidarsignalen, optischen Kameras und einer Fusion dieser Sensorsignale mit eingebetteten Systemen, wie z.B. einem Fahrzeug, stellt hierbei besondere Herausforderungen. Die dabei zum Einsatz kommenden signalverarbeitenden Algorithmen müssen zum einen sehr schnell berechnet werden und zum anderen darf die dafür nötige Rechnerarchitektur aufgrund ihrer eingebetteten und auf Batteriebetrieb ausgerichteten Umgebung nur wenig Leistung aufnehmen.


Dies verlangt den Einsatz von unterschiedlich leistungsstarken und aufeinander abgestimmten heterogenen Prozessorkernen, die im Verbund den Spagat zwischen Hochleistungsrechnern und geringem Energieverbrauch besser erfüllen als reine Allzweck-CPUs. Es ist jedoch eine offene Frage, welche auf dem Markt verfügbaren bzw. selbst zu entwickelnden Kerne auf diesen neuen im Fahrzeug einzusetzenden Plattformen zum Einsatz kommen sollen, um die für Lidar- und Radarsignalverarbeitung notwendigen Algorithmen aus der linearen Algebra bestmöglichst darauf abzubilden. Eng damit verbunden ist auch die Frage einer effizienten Kopplung dieser Spezialkerne mit den bisher im Fahrzeug eingesetzten Mikrocontrollern, die auch für die notwendigen neuen Rechnerplattformen aufgrund der im Fahrzeug etablierten Schnittstellen wie CAN, FlexRay und Automotive Ethernet, z.B. zur Motorsteuerung, nach wie vor unverzichtbar sind. Hierfür gibt es noch keine standardisierten Software-Kommunikationsschnittstellen. Auch dieser Frage widmet sich das Projekt.

Beteiligt am Forschungsprojekt ist die Infineon AG, die als Halbleiterhersteller die Mikrocontroller, die für den Einsatz im Fahrzeug benötigt werden, verkauft. Zudem ist die XKRUG GmbH involviert, die eine Entwicklungslösung für oben beschriebene heterogene Systeme bereitstellt. Als akademischer Partner tritt der Lehrstuhl für Informatik 3 auf, der die Fragestellung nach einer sinnvollen Hardwareplattform näher untersucht.